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一、技術(shù)概述

完整的ZDGR系列軟起動(dòng)裝置是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)起動(dòng)、保護(hù)裝置，用來控制和保護(hù)高壓交流電機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)的ZDGR產(chǎn)品主要由以下部件組成：高壓可控硅模塊、可控硅保護(hù)部件、光纖觸發(fā)部件、真空開關(guān)部件、信號(hào)采集與保護(hù)部件、系統(tǒng)控制與顯示部件。

可控硅模塊：每相中采用相同參數(shù)的可控硅串并聯(lián)安裝在一起。根據(jù)所使用電網(wǎng)的峰值電壓要求，選擇可控硅串聯(lián)的數(shù)量不同。

閥體保護(hù)單元：包括由RC網(wǎng)絡(luò)組成的過電壓吸收網(wǎng)絡(luò)、由均壓單元組成的均壓保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

光纖觸發(fā)部件：采用強(qiáng)觸發(fā)脈沖電路，保證觸發(fā)的一致性和可靠性；利用光纖觸發(fā)進(jìn)行可靠高低壓隔離。

真空開關(guān)部件：在起動(dòng)完成后，三相真空接觸器自動(dòng)吸合，電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行。

信號(hào)采集與保護(hù)部件：通過電壓互感器、電流互感器、避雷器、零序電流互感器對(duì)主回路電壓、電流信號(hào)進(jìn)行采集，主CPU控制并進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)。

系統(tǒng)控制與顯示部件：32位ARM核微控制器執(zhí)行中心控制、中文液晶人機(jī)界面顯示。

1.1、使用條件

環(huán)境溫度：-25℃～+50℃

使用場(chǎng)所:戶內(nèi)，不受陽光直射，無塵埃、腐蝕性氣體、易燃易爆氣體、油霧、水蒸汽、滴水或鹽分防雨防潮

濕度：5%-95%,無水珠凝結(jié)

振動(dòng):低于5.9m/sec2(=0.6g)
無金屬屑，導(dǎo)電塵埃，腐蝕氣體及劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所

海拔高度: ≤1500米(大于1500米需要降容使用)；

1.2、技術(shù)參數(shù)

負(fù)載種類：三相中高壓鼠籠式異步、同步電機(jī)

額定電壓：3KV、6KV、10KV±30%

電源頻率： 50Hz

適配功率：710KW

電機(jī)的滿載電流：15-9999  可調(diào)

起始電壓：(20～100%)Ue   可調(diào)

起始電流：(20～100%)Ie 可調(diào)

限流倍數(shù)：100-500%Ie 可調(diào)

起動(dòng)/停止時(shí)間：    0-120S   可調(diào)

四種起動(dòng)控制曲線: 電壓斜坡起動(dòng)指數(shù)曲線

電壓斜坡起動(dòng)線性曲線

電流斜坡起動(dòng)指數(shù)曲線

電流斜坡起動(dòng)線性曲線

突跳電壓：20-100%Ue 可調(diào)  突跳時(shí)間： 0-2000ms 可調(diào)

起動(dòng)頻次：1—6次/小時(shí)

每兩次間隔時(shí)間不少于10分鐘

接地方式：三相，中性點(diǎn)不接地

通訊接口：RS-485接口

冷卻方式：自然風(fēng)冷

主回路進(jìn)出線方式：下進(jìn)下出

控制方式：一拖一

防護(hù)等級(jí): IP32

1.3、工作原理

1.3.1  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合，主回路的開關(guān)元件采用高壓大功率晶閘管，通過控制晶閘管來實(shí)現(xiàn)輸出電壓，起動(dòng)電流根據(jù)起動(dòng)條件得到最優(yōu)控制，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起停。

1.3.2  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置通過控制晶閘管可降低加在電機(jī)上的電壓，然后通過慢慢地控制加在電機(jī)上的電壓和電流平滑地增加電機(jī)轉(zhuǎn)矩，直到電機(jī)加速到全速運(yùn)行，可以有效減小起動(dòng)電流，同時(shí)晶閘管靜態(tài)、動(dòng)態(tài)均壓保護(hù)措施，應(yīng)具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn)。

1.3.3  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置柜體采用焊接結(jié)構(gòu)，具有防塵性好、結(jié)構(gòu)緊湊、美觀大方的特點(diǎn)。

1.3.4  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置通過控制晶閘管可降低加在電機(jī)上的電壓，起動(dòng)電流為額定電流的1～5倍可調(diào)。

1.3.5  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置采用信號(hào)多級(jí)處理及隔離技術(shù)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

1.3.6  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置能準(zhǔn)確的采集高壓主回路的同步信號(hào)和電流信號(hào)，有效的實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

1.3.7  高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置具有旁路功能，起動(dòng)完成后無擾切到工頻運(yùn)行。

1.4、保護(hù)功能

1.4.1  過載保護(hù)共6級(jí)保護(hù)級(jí)別，根據(jù)所設(shè)定的過載保護(hù)曲線進(jìn)行保護(hù)；

1.4.2  過流保護(hù)：20—500%Ie 通過檢測(cè)運(yùn)行過程中的電流實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程中的過流保護(hù)；

1.4.3  過壓保護(hù)：主電網(wǎng)電壓上升到120%額定電壓時(shí),延遲1～10S(可調(diào))，跳閘保護(hù)；

1.4.4  欠壓保護(hù)：主電網(wǎng)電壓低于額定電壓70%時(shí),延遲時(shí)間1～10S(可調(diào))，跳閘保護(hù)；

1.4.5  缺相保護(hù)：當(dāng)任意一相缺失時(shí)，跳閘保護(hù)；

1.4.6  相序保護(hù)：可設(shè)置相序檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到相序錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)；

1.4.7  相電流不平衡：主回路電流不平衡度超過設(shè)定數(shù)值（0～100%可調(diào)），跳閘保護(hù)；

1.4.8  晶閘管過溫保護(hù)：當(dāng)晶閘管散熱器溫度超過85℃時(shí)，跳閘保護(hù)；

1.4.9 起動(dòng)超時(shí)保護(hù)：在設(shè)定的最長起動(dòng)時(shí)間內(nèi)（0～120S可調(diào)）,電動(dòng)機(jī)仍未達(dá)到全速,跳閘保護(hù)；

1.4.10零序保護(hù)：當(dāng)檢測(cè)到漏電電流時(shí)，跳閘保護(hù)

1.4.11具有自檢程序：開機(jī)自檢

1.5、技術(shù)特點(diǎn)及配置

1.5.1 免維護(hù)：可控硅是無觸點(diǎn)的電子器件，不同于其他類型的產(chǎn)品需經(jīng)常維護(hù)液體和部件等，把機(jī)械壽命變?yōu)殡娮釉褂脡勖?，連續(xù)運(yùn)行數(shù)年也無需停機(jī)維護(hù)。

1.5.2 安裝使用簡單：ZDGR是一個(gè)完整的電機(jī)起動(dòng)控制和保護(hù)系統(tǒng)。在加高壓運(yùn)行前，允許使用低壓對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行電氣測(cè)試。

1.5.3  采用高壓功率晶閘管，組件式結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)，便于安裝維護(hù)。

1.5.4  具有多重過電壓吸收、保護(hù)技術(shù)

1.5.5  內(nèi)置有直接起動(dòng)容量的真空接觸器，在檢修過程中或出現(xiàn)故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以采用直接起動(dòng)方式工作，保證生產(chǎn)的連續(xù)性。

1.5.6  采用32位ARM核微控制器執(zhí)行中心控制，控制實(shí)時(shí)高效、顯示直觀、可靠性高、穩(wěn)定性好。

1.5.7  采用國外著名高抗干擾性的數(shù)字式觸發(fā)器與光纖隔離技術(shù)、使得裝置的高、低壓做到可靠的隔離。

1.5.8  采用中文液晶顯示系統(tǒng)，操作界面人性化。

1.5.9 RS-485通訊接口，標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議?？膳c上位機(jī)或集中控制中心進(jìn)行通信。  

1.5.10所有電路板均經(jīng)過嚴(yán)格的老化實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行三防處理,主板及所有控制板CPU全部選用原裝進(jìn)口產(chǎn)品。

1.5.11電壓取樣采用電磁式電壓互感器取樣線性好，抗干擾性強(qiáng)，無零漂

1.5.12高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置有三相電壓、三相電流顯示。保護(hù)功能：缺相、欠壓、過壓、過流、過載等，采用RS485接口引至集中監(jiān)控。

1.5.13高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置母線采用優(yōu)質(zhì)電解銅，純度達(dá)到99.99%，載流量及截面積按設(shè)計(jì)要求，柜內(nèi)結(jié)構(gòu)采用高絕緣性能材料模具作支撐，進(jìn)、出接線易于接線，柜內(nèi)有固定線卡。

1.5.14高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置預(yù)留系統(tǒng)信號(hào)接點(diǎn)：

 = 1 \* GB3  \* MERGEFORMAT ① 輸出信號(hào)接點(diǎn):

運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)：常開觸點(diǎn)               停止?fàn)顟B(tài)信號(hào)：常閉觸點(diǎn)  

故障狀態(tài)信號(hào)：常開觸點(diǎn)               4~20mA模擬輸出信號(hào)

 = 2 \* GB3  \* MERGEFORMAT ② 外部輸入信號(hào)接點(diǎn):

遠(yuǎn)程起動(dòng)信號(hào)輸入: 無源常開接點(diǎn)       遠(yuǎn)程停機(jī)信號(hào)輸入: 無源常閉接點(diǎn)

DCS起動(dòng)信號(hào)輸入: 無源常開接點(diǎn)        DCS停機(jī)信號(hào)輸入: 無源常閉接點(diǎn)

開關(guān)柜就緒信號(hào)輸入: 無源常開接點(diǎn)

1.6、操作/控制方式

4.7.1 輸入方式：菜單化，中文液晶人機(jī)界面顯示；

4.7.2 設(shè)有本地、遠(yuǎn)程（外部干接點(diǎn)）、DCS、通迅（485接口、Modbus）控制功能；

1.7、外形尺寸

軟起動(dòng)柜外形尺寸為1000×1500×2300（寬×深×高），內(nèi)部布局滿足安全、接線方便、檢修方便等要求。

二、起動(dòng)特點(diǎn)

2.1、軟起動(dòng)控制模式

軟起\軟停電壓(電流)特性曲線

ZDGR系列軟起動(dòng)裝置有多種起動(dòng)方式：限流軟起動(dòng)、電壓線性曲線起動(dòng)、電壓指數(shù)曲線起動(dòng)、電流線性曲線起動(dòng)，電流指數(shù)曲線起動(dòng)；多種停車方式：自由停車、軟停車、制動(dòng)剎車，軟停+制動(dòng)剎車，還具有點(diǎn)動(dòng)功能。用戶可根據(jù)負(fù)載不同及具體使用條件選擇不同的起動(dòng)方式和停車方式。

2.1、限流軟起動(dòng)

使用限流軟起動(dòng)模式時(shí)，起動(dòng)時(shí)間設(shè)置為零，軟起動(dòng)裝置得到起動(dòng)指令后，其輸出電壓迅速增加，直至輸出電流達(dá)到設(shè)定電流限幅值Im，輸出電流不再增大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)加速持續(xù)一段時(shí)間后電流開始下降，輸出電壓迅速增加，直至全壓輸出，起動(dòng)過程完成。

2.2、電壓指數(shù)曲線

輸出電壓以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照指數(shù)特性上升，同時(shí)輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。使用此模式時(shí)，需同時(shí)設(shè)定起動(dòng)時(shí)間和限流倍數(shù)。

2.3、電壓線性曲線

輸出電壓以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照線性特性上升，同時(shí)輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。

2.4、電流指數(shù)曲線

輸出電流以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照指數(shù)特性上升，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。使用此模式時(shí)，需同時(shí)設(shè)定起動(dòng)時(shí)間和限流倍數(shù)。

2.5、電流線性曲線

輸出電流以設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間按照線性特性上升，當(dāng)起動(dòng)電流增至限幅值Im時(shí)，電流保持恒定，直至起動(dòng)完成。

 

2.6、突跳轉(zhuǎn)矩軟起動(dòng)

突跳轉(zhuǎn)矩軟起動(dòng)模式主要應(yīng)用在靜態(tài)阻力比較大的負(fù)載電動(dòng)機(jī)上，通過施加一個(gè)瞬時(shí)較大的起動(dòng)力矩以克服大的靜摩擦力矩。該模式下輸出電壓迅速達(dá)到設(shè)定的突跳電壓，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的突跳時(shí)間后降為起始電壓，再根據(jù)所設(shè)定的起始電壓\電流、起動(dòng)時(shí)間平穩(wěn)起動(dòng)，直至起動(dòng)完成。

2.7、自由停車

當(dāng)軟停車時(shí)間和剎車時(shí)間同時(shí)設(shè)置為零時(shí)為自由停車模式，軟起動(dòng)裝置接到停機(jī)指令后，首先封鎖旁路接觸器的控制繼電器并隨即封鎖主電路晶閘管的輸出，電動(dòng)機(jī)依負(fù)載慣性自由停機(jī)。

2.8、軟停車

當(dāng)軟停車時(shí)間設(shè)定不為零時(shí)，在全壓狀態(tài)下停車則為軟停車，在該方式下停機(jī)，軟起動(dòng)裝置首先斷開旁路接觸器，軟起動(dòng)裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時(shí)間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值，軟停車過程結(jié)束起動(dòng)裝置轉(zhuǎn)為剎車制動(dòng)狀態(tài)(剎車時(shí)間不為零)或自由停止。

2.9、制動(dòng)剎車

當(dāng)軟起動(dòng)裝置設(shè)置了剎車時(shí)間并且選擇了剎車時(shí)間繼電器輸出，則當(dāng)軟起動(dòng)裝置自由停止后，剎車時(shí)間繼電器輸出信號(hào)在停(剎)車時(shí)間內(nèi)保持有效。用該時(shí)間繼電器輸出信號(hào)控制外置制動(dòng)單元或機(jī)械抱閘電氣控制單元。

2.10、軟停+制動(dòng)剎車

當(dāng)軟起動(dòng)裝置設(shè)置了軟停時(shí)間，并且設(shè)置了剎車時(shí)間，軟起動(dòng)裝置首先斷開旁路接觸器，軟起動(dòng)裝置的輸出電壓在設(shè)定的軟停車時(shí)間內(nèi)逐漸降至所設(shè)定的軟停終止電壓值，軟停車過程結(jié)束后在所定的剎車時(shí)間內(nèi)剎車。

三、結(jié)構(gòu)特性

3.1 結(jié)構(gòu)和外殼

3.1.1結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)采用GB11022-1999-T高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的共用技術(shù)要求，在柜體中應(yīng)用密封處理，減少對(duì)機(jī)器內(nèi)部的污染，布局合理。先進(jìn)的數(shù)字觸發(fā)系統(tǒng)將低壓控制通過光纖連接到高壓部分，便捷的維修設(shè)計(jì)允許各相模塊可以迅速單獨(dú)進(jìn)行更換。為運(yùn)行安全起見，高壓部分和低壓部分完全隔離開來。

3.1.2CGR-HA整體結(jié)構(gòu)被劃分為3個(gè)相互絕緣的部分。由高壓可控硅模塊、閥體保護(hù)單元、真空開關(guān)部件等組成的高壓回路；由光纖觸發(fā)部件、信號(hào)采集與保護(hù)部件組成的可控硅觸發(fā)及信號(hào)采集與系統(tǒng)保護(hù)單元；由系統(tǒng)控制與顯示部件構(gòu)成的系統(tǒng)控制和人機(jī)交互單元；3個(gè)單元之間相互絕緣，做到高、低壓之間的可靠隔離。電源電纜可以從機(jī)柜的底部位置進(jìn)入，在柜體內(nèi)留有足夠的空間以便于接電源進(jìn)線、電機(jī)電纜從機(jī)柜的底部位置進(jìn)入允許適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行彎曲。

3.1.3接地：為保障CGR-HA的可靠運(yùn)行，機(jī)柜中各控制單元地線相連接至機(jī)柜的下部接地銅排上。

3.1.4柜體特點(diǎn)：柜體采用優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板，各部件經(jīng)數(shù)控機(jī)床加工，折彎后焊接而成；所有部件具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受運(yùn)輸、安裝及運(yùn)行時(shí)短路所引起的作用力而不致?lián)p壞變形；采用先進(jìn)的噴塑工藝，柜體外形美觀大方，柜體防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP32。

3.2、主母線和分支母線系統(tǒng)

3.2.1三相主母線的規(guī)格滿足連續(xù)供給額定電流的要求；三相系統(tǒng)支母線的規(guī)格滿足連續(xù)供給相關(guān)設(shè)備額定電流要求。

3.2.2母線、連接處及支承件有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能滿足機(jī)械和短路故障時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力要求。

3.2.3設(shè)備和母線之間單獨(dú)電路的連接線承受同一設(shè)備的額定電流。

3.2.4母線對(duì)地及相間絕緣滿足高壓試驗(yàn)的要求，母線搭接處有絕緣搭接件與柜體隔。

3.2.5柜內(nèi)母線及有關(guān)部件能夠承受系統(tǒng)短路電流。

3.2.6母線和電流絕緣按照規(guī)范標(biāo)記或用不同顏色來標(biāo)記。

3.3 輔助及控制回路

3.3.1每個(gè)控制回路和輔助回路都設(shè)單獨(dú)的微型斷路器；

3.3.2所有控制線均為PVC線槽、內(nèi)層金屬軟管絕緣，導(dǎo)線銅芯截面為1.5mm2；

3.3.3導(dǎo)線終端有電線接線端子并標(biāo)有明顯的線號(hào)標(biāo)記，且線號(hào)與二次接線圖一致；

6.3.4柜內(nèi)控制線使用線槽敷設(shè)，安裝在兩個(gè)不同單元器件之間的連線經(jīng)過端子排轉(zhuǎn)接。